嵌入式系统复习重点

1、嵌入式系统及应用复习提纲整理人：朱之凯【页码说明】每一页9张ppt，从绪论开始编页数；如果你不是这么打印或者编页码的，看一下主要内容也是可以的_第0章 绪论P1 什么是嵌入式、计算机主机的表现形式、课程的信息P3 嵌入式系统、嵌入式微控制器、计算机应用领域的划分P4 嵌入式系统与通用系统的区别、嵌入式系统结构（构成要素）、 嵌入式处理器、外设、嵌入式操作系统P5 嵌入式系统的3个发展阶段（出现和兴起、走向繁荣、应用 走向纵深化发展） Intel 4004P6 嵌入式系统产业链、全球嵌入式系统产业发展状态P7 嵌入式系统应用、嵌入式系统结构P8 嵌入式系统与相关课程的结合P9 工程设计中的软件问

2、题和硬件问题P10 硬件=硬设备+硬结构 系统=模块+接口（硬件）第1章 dsPIC体系结构P11 芯片外观、芯片的封装、PDIP、SPDIP、SOICP12 芯片面积、封装面积、IC封装淘汰趋势、封装技术、PQFP、 TQFP、QFNP13 通用计算机构成、单芯片计算机P13-P14 MCU发展趋势P15 实验用的芯片、单芯片计算机 普林斯顿体系结构、哈佛体系结构P16 计算机体系结构、微处理器结构、Datapath、Control UnitP17 指令集、CISC与RISC、嵌入式微处理器指令集、单片机性 能指标（MIPS、DMIPS、MFLOPS）、指令集结构、Pipeline指令P18

3、 dsPIC30F系列的两级流水、GPU超长流水线第2章 数字系统的时钟P19 晶体三极管3个工作区域、数字电路逻辑门、反相器的集成 单芯片计算机：Processing Unit、Memory、PeripheralsP20 微处理器架构、指令集架构P21 完整的硬件系统、FSB（Front side bus）P22 数字电路中的时钟、时序示意、时钟信号、毛刺P23 振荡器、谐振单元、振荡器电路、晶体、频率范围P24 晶体阻抗与频率关系、晶体重要参数PPM、CPU时钟产生的 通用电路、不把晶体做到芯片上、起振特性曲线P25 外围电路器件作用、并联牵引电容、如何产生时钟、PCB上 的时钟信号、阻抗

4、匹配P26 阻抗匹配、容性负载P27 PCB布局布线、引脚说明、外部时钟时序要求、器件时序规 范的负载条件P28 保证时钟的质量、建立时间与保持时间P29 3种外部时钟模式与2种内部时钟模式 主振荡器、辅助振荡器、FRC振荡器、LPRC振荡器 器件时钟、系统时钟 选择时钟 振荡器配置寄存器FOSCP30 配置寄存器和控制寄存器、寄存器可用触发器构成 单片机的学习经验P31 振荡器模式、用外部时钟的两种振荡模式（EC、ECIO）、 外部时钟时序、器件时序规范的负载条件P32 主振荡器模式、振荡器模式选择指导方针、晶振或陶瓷谐振器的工作原理、PCB布线、外部RC振荡器P33 典型外部RC振荡频率与

5、VDD的关系曲线 低功耗32kHz晶体振荡器、电阻电容集成到芯片中 合适的振荡方式（晶体？陶瓷谐振器？RC振荡器）P34 FRC/LPRC 内部快速RC振荡器、FRC调节 内部低功耗RC振荡器、不同时钟源的特点 时钟管理、锁相环、可编程振荡器后分频器P35 后分频器更新时序、振荡器起振定时器、故障保护时钟监视器 FSCM延时、时钟切换第3章 系统电源 & 低功耗设计P37 低碳经济时代、USB供电P38 网线供电、电池供电、“无线”供电技术P39 自供电系统P40 电源的波动现象、地弹、逻辑电平标准 如何提供MCU的电源P41 电源波动的原因、稳定电源的技巧、去耦电容 电源系统、去耦时

6、间、去耦频率段、谐振频率P42 使用合适电源变换模块、选用合适电源管理模块、 使用电源平面代替电源迹线、电源分配系统的设计要求P43 引脚设计、芯片内部PDN Power IntegrityP44 功耗的定义、定义数字电路系统的功耗 动态功耗 分布电容/容性负载P45 器件时序规范的负载条件 CPU时钟封顶 静态功耗 平均功耗 总功耗 测量功耗P46 管理功耗、工作模式、分析应用、功耗曲线、节能模式P47 输入引脚悬空的问题 电压参数 低功耗技巧（外部电路功耗控制、避免悬空I/O引脚、降低电压、降低时钟频率、避免过度使用RAM、最简练的代码、缩短唤醒时间） P48 休眠与唤醒 休眠模式特性 空

7、闲模式 休眠唤醒（中断、复位、WDT） 休眠模式退出的延时第4章 dsPIC芯片系统管理P51 一个较为完整的硬件系统、复位reset、reset后的PC寄存器P52 CPU如何执行代码 dsPIC管脚 复位电路举例P53 复位电路 reset的情况 复位方式 复位控制寄存器 RCON状态位的使用 片上复位电路框图P54 RCON初始化状态 外部复位 看门狗超时复位 定时器如何用门电路实现P55 WDT框图、使能和禁止WDT、分频器如何用门电路实现 WDT定时器周期（计算、配置） WDT的复位P56 上电复位 欠压复位BOR 单稳态触发器P57 BOR 欠压状态示意图 电源管理芯片 片上复位电

8、路 SWR/WDTR 非法操作码 陷阱冲突P58 外部复位信号的处理 施密特触发器 数字毛刺滤波器 标准外部上电复位电路 P59 电压上升率、可靠性讨论、复位信号的输出、RS触发器P60 器件复位延时（PWRT、LPRC） 起振定时 锁定延时P61 器件复位延时实例第5章 dsPIC内核与编程者模型P63 同芯不同样 内核与编程者模型 MCU指令+DSP指令 改进的哈佛结构P64 dsPIC 30F内核：指令系统概述、非单周期的指令、DSP引擎 工作寄存器和中断、MCU+DSP的改进哈佛结构P65 通用寄存器型指令集结构 寄存器可用触发器 P66 W0-W15的字节操作和字操作 影子寄存器 S

9、TATUS寄存器 状态寄存器SRP67 状态寄存器SR位定义 溢出和饱和的区别 内核控制寄存器 两个累加器ACCA/ACCB PC下一条指令 数据存储空间与程序存储空间映射的桥梁 循环指令有关的寄存器P68 跳转指令 跳转指令执行周期 循环体执行实例 改进的循环体执行过程 程序循环结构P69 dsPIC30F的循环结构 REPEAT指令 DO指令 循环体内指令的使用限制P70 循环指令有关的寄存器 循环指令有关的SR和CORCON位 为什么在计算机中使用堆栈 CPU中操作数的存储方法 三种类型指令集结构 软件堆栈与硬件堆栈P71 用寄存器实现LIFO实例 堆栈 W15 软件堆栈 CPU堆栈指令

10、执行周期P72 W14与堆栈中的帧 上溢与下溢 堆栈过程P73 算术逻辑单元ALU 通用ALU的基本功能模块 基本逻辑元算单元 ALU的多路选择P74 通用ALU的基本功能模块 数字电路中的移位寄存器 1bit半加器、1bit全加器 加法器P75 加法器 乘法器P76 快速乘法器 MCU乘法指令 DSP乘法指令P77 除法器 除数和被除数存放位置P78 DIV.SD DIVF第6章 dsPIC30F的中断系统P79 CPU的资源 CPU时间维度资源的分配P80 资源分配的基本实现思路（轮询、中断） 同时发生的任务如何协调（优先级） 如何实现对多个中断的管理、引脚说明 中断的开销P81 dsPI

11、C30F中断控制器特性 IVT 中断向量P82 CPU优先级状态 中断优先级 自然顺序优先级机制 中断过程、中断事件、中断嵌套P83 从休眠和空闲模式唤醒 外部中断请求 I/O管脚的时序要求 RC积分电路 单稳态触发器P84 避免器件永久性损坏的最大值 陷阱 同步开关噪声、地反弹、电源反弹 用钳位二极管保护输入端口 用电阻提高可保护电压最大尖峰P85 几大陷阱 中断时序 中断控制和状态寄存器 中断设置流程 实例第7章 I/O端口P89 dsPIC引脚说明、IO驱动能力、不同类型门电路的接口P90 TTL门、CMOS门 驱动继电器P91 钳位二极管+限流电阻保护输入端口 I/O模块结构、Port

12、简化结构P92 端口映射 寄存器映射 数据方向寄存器P93 专用端口结构框图 双向数据总线的问题 锁存器和寄存器的区别 “读->修改->写”问题P94 端口控制寄存器与锁存器、PORT寄存器、LAT寄存器P95 电平变化通知（CN）引脚 电平变化通知模块框图 I/O管脚的时序要求 CN控制寄存器 P96 上拉电阻与下拉电阻 拉电流与灌电流（输出驱动能力）P97 电流、电阻的上下限第8章 dsPIC的存储器P99 dsPIC30F的内核、程序存储器和数据存储器 程序存储器地址映射 片内数据空间存储器P100 dsPIC30F的数据总线与地址总线 MAC类指令使用Y数据空间 Near数

13、据存储器 字节操作和字操作的同时支持、大端模式和小端模式P101 存储器分类 SRAM不会很大 ROM EPROM EEPROMP102 NOR和NANDP103 确定PCB正面芯片，核对芯片版图照片 寻址方式P104 各种寻址方式的使用情况 dsPIC的寻址模式 dsPIC 30F数据空间寻址模式 MAC指令的寻址模式 传送指令和累加器类指令的寻址模式 P105 模寻址 模地址计算 模寻址使能P106 位反转寻址 使能位反转寻址P107 位反转寻址代码 程序存储器 程序计数器 PC装载方式 Control UnitP108 指令的构成形式 指令的解码电路 指令的执行过程 从程序存储器存取数据

14、 表操作的高和低地址区域 表地址的生成P109 程序存储器 字模式 字节模式 PSV地址生成P110 PSV地址生成 三种程序存储器访问方式 闪存程序存储器 在线串行编程 MPLAB与目标板P111 运行时自编程（RTSP） 写表保持锁存器 字模式写入示例 字节模式写入示例 RTSP控制寄存器 NVMCON寄存器 NVM地址寄存器P112 NVMKEY寄存器 闪存程序存储器的编程算法P112-P114 编程示例第9章 定时器/计数器 输入捕捉/输出比较P115 时间的度量（世界时、原子时间、协调世界时） 晶振参数：PPM 时间量 P116 计数器的溢出 门电路实现 基本的定时器电路模型 寄存器

15、、比较器、TMRxP117 dsPIC定时器大致电路单元 不同计数脉冲来源 dsPIC管脚 A类型定时器的框图P118 同步计数器与异步计数器 同步逻辑 门控模式下的计数和中断产生 全局时钟、门控时钟P119 基于门控时钟的低功耗电路设计、定时器模块与分类 A类型定时器P120 A、B、C类型定时器P121 定时器的工作模式 基本的定时器电路模型 定时器模型 使用外部时钟输入的同步计数器模式 A类型定时器异步计数器模式P122 门控时间累加模式 门控定时器 门控模式下中断的产生 门控计数器的复位P123 输入捕捉（模块框图、时序要求、定时器选择） 输出比较 P124 16位门控时间累加模式 3

16、2位定时器P125 输入捕捉（中断、事件、时序图） 预分频捕捉 边沿检测模式 边沿检测模式时序图 P126 低功耗状态下的输入捕捉工作 输出比较（模块、工作模式）第10章 ADCP127 数据采集（基本任务、典型结构、主要指标） 传感器P128 模拟信号放大技术 模拟电路放大器 模拟多路开关AMUX 多路开关的主要技术指标 采样保持器以及电路主要参数P129 ADC主要指标 D/A转换器主要指标 精度和分辨率是两个不同的概念P130 D/A转换器主要指标 模拟输入通道P131 几种ADC 型ADC的分析P132-P134 MEMS技术 惯性传感器单元P135 模拟地和数字地 ADC模块 模拟输

17、入通道概述P136 SAR A/D转换器的理想传递函数 DNL INL 多通道的输出如何协调（配置需要的S/H通道）P137 多通道的输入如何协调（自动扫描） 同样采样与顺序采样 采样保持电路P138 配置PIN为输入 配置AMU状态 单极性/双极性/差分 交替采样功能 ADC的参考电压P139 地弹 电源波动现象 参考电压 ADC的主要指标P140 采样时钟 A/D转换的总时间 A/D转换时钟的选择 A/D控制寄存器 时序规范要求 ADC模块P141 A/D结果缓冲器 A/D输出数据格式 如何开始采样P142 采样/转换工作的控制 控制寄存器 连接注意事项P143 模拟输入端第11章 从数字

18、到模拟的抉择：PWMP145 对模拟电路进行数字控制（DAC、DP、PWM） DP&DAC 脉冲调制PWM dsPIC30F的3个子系列P146 电机的种类品种众多 常见电机示例P147 常见电机示例 电机控制需要开关信号P148 电机控制系统需要什么？ 电机控制PWM模块 基本的定时器电路模型 PWM模块框图P149 PWM时基的分频器 PWM时基控制寄存器 从数字到模拟的抉择 PWM时基工作模式 自由运行模式P150 单事件模式 连续递增/递减技术模式 双更新模式 PWM时基中断的产生 PTMR计数方式 PWM周期的配置与修改 PWM周期缓冲器P151 PWM时基周期寄存器 占空比

19、（比较逻辑、配置、精度）P152 PTMR和PDCx分辨率时序图 边沿对齐的PWM 单事件PWM工作 中心对齐的PWM 向上/向下计数模式中的占空比更新时间P153 PWM占空比立即更新 PWM模块框图 互补PWM输出的典型负载 死区时间P154 ADC模块与PWM时基同步P155 基于dsPIC的BLDC控制示例 ADC模块与PWM时基同步 PWM故障引脚 基于dsPIC的BLDC控制 正交编码器输出信息 QEI简化框图第12章 dsPIC的DSP引擎P157 负数 符号位 反码 补码P158 补码被使用的原因 模运算 负数取反+1P159 负数带来的问题 符号扩展 小数点P160 数据表示

20、方式 Q15数据范围P161 定点数的优缺点 并串型ADC 浮点数P162 浮点数格式 浮点数格式P163 浮点数运算规则 定点运算部件去完成浮点运算P164 FP加法电路 FP乘法电路 Intel8087 FPGA对浮点运算以及DSP运算的支持P165 超越函数的计算 CORDIC cos(x)P166 超越函数的运算速度P167 dsPIC30F结构框图（MCU+DSP） 改进的哈佛结构 MCU指令+DSP指令 CPU是如何执行代码 Control Unit Register file Function unitP168 每个指令周期dsPIC30F能执行的操作 图重要！ C5402 如何

21、充分利用DSP的能力 DSP支持结构（DSP引擎、除法支持、Y AGU、PSVP169 DSP引擎 数据累加器P170 SR中与累加器相关的标志位 累加器指令 填零与符号扩展 符号扩展 DSP加法器 三种饱和及溢出模式 常饱和P171 超饱和 饱和禁止 溢出与饱和的检测 饱和逻辑的控制 4种累加器存储模式 数据空间写饱和P172 累加器舍入逻辑 2种舍入方式 DSP累加器操作 桶形移位寄存器 数据换算 FBCL指令P173 归一化改变正小数与负小数的动态范围 DSP引擎组件 乘法器 MCU乘法指令 16个工作寄存器W0-W15的分工P174 MUL MULSS DSP乘法指令 MAC指令 DS

22、P引擎MAC类指令 举例！P175 MAC操作预取 MAC回写寻址模式第13章 UART/SPI/I2C/USB/P177 异步和同步 串行和并行 串行通信P178 物理层的四个重要特性 状态图描述 Petri网P179 PC与一般单片机的串口逻辑电平 RS-449 不同类型门电路的接口 TTL门驱动CMOS门（上拉电阻） CMOS门驱动TTL门P180 用三极管实现RS-232转TTL电路 UART模块特点 UART发送器接收器框图 数据帧的生成过程 FIFO的电路实现 TI：改进的串口P181 SPI（同步串行外设接口） dsPIC的SPI模块 串行通信协议的时序 时序细节要求P182 简

23、单的两点串行通信 从两点通信到多点通信 dsPIC30F与EEPROM的典型连接示意P183 总线 1-Wire bus CECP184 CEC总线 CEC的地址定义 最常见的串行通信标准P185 CAN总线 LIN总线 以太网 USB第14章 BOOTP187 嵌入式系统结构 嵌入式系统软硬件的结合 无OS的嵌入式系统工作流程、软件开发内容 CPU Reset之后的代码入口P188 dsPIC30F上启动代码做什么？ P189 公共目标文件格式COFF PE文件的加载P190 代码如何写入dsPIC芯片 链接过程 LINK30从链接描述文件获取芯片信息 P191 烧写过程做了些什么？ 嵌入式

24、系统调试方法 模拟器方式 监控器方式 P192 在线仿真器方式 在线调试器方式 JTAG IEEE 1149.1 P193 ICD2的代码 断点2-1 MPLAB ICD2 调试器存储器P194 基于操作系统的软件开发 BootLoader第15章 嵌入式OS与RTOS基础P195 简单的连续处理应用 简单的前台/后台处理 实际需求会变得更为复杂 修改后的设计 潜在的问题P196 多任务的范例 任务 多任务 资源管理的两种基本思路 优先级 如何实现对多个中断的管理P197 调度 轮转调度 合作式的多任务 OS调度 OS中任务的管理 任务的生命周期P198 任务相关的管理信息 有了OS之后 “m

25、ini”实时内核 进程间通信：事件、消息队列P199 进程间通信：邮箱、信号量、互斥量、死锁 OS协调任务间通信之后 一个更加完善的内核 任务：进程和线程P200 FreeRTOS的任务管理 存储器管理 虚拟存储器 虚拟地址空间/物理地址空间 MMU的分页机制P201 MMU的分段机制 分段+分页机制下地址的转换P202 设备驱动和服务程序 内核 Kernel 通用型操作系统 实时操作系统P203 可用的嵌入式RTOS VxWorks Linux第16章 DMAP205 输入/输出数据控制方式：CPU控制、中断、DMA DMAC的基本工作方式：单字节传输、块传输、请求传输P206 DMA方式 Datapath 单片